菲利普医生，医学科普作者 阅读原文 为防文长不看，先做核心观点总结： 1，氨基酸形成的条件并不苛刻，米勒 - 尤列实验（Miller-Uriel experiment）证明，只需要非常简单的原材料（氨气、甲烷、氢气等），在一定温度和电击作用下就可以产生氨基酸。 2，现有的研究甚至认为宇宙诞生（大爆炸）之后不久就出现了氨基酸。 3，虽然米勒 - 尤列实验曾一度被认为是模拟生命诞生的实验，但实际上它只能验证原始地球环境下产生复杂有机分子的可能。生命诞生离不开原始地球数亿年间积累的有机物原料，但生命诞生的地方应该还是海底热泉附近。 4，地球从积累生命的原料到产生生命的期间漫长岁月里，如果发生了轨道偏移、大型天体撞击，可能诞生生命的过程就会被迫终止。所以发现氨基酸并不等于发现了地外生命。 ============================================= 根据目前科学界对地球产生氨基酸原因的几种假设，地球之外产生氨基酸确实是有可能的。所未知的不过是哪里有、什么时候产生的、产生了哪几种氨基酸，以及这种产生的环境条件目前是否依然存在。 那么地球上的氨基酸哪儿来的呢？ 地球诞生于 46 亿年前，诞生之初的地球表面温度可能高达 230℃，大气成分主要是水蒸气，甲烷和氢气。此后，随着原始地球的热量通过不断的火山喷发耗散，同时地球内部可衰变物质逐渐耗竭，地球逐步冷却降温。 不知从哪一年开始，地表气温终于降至水的沸点以下，大气中无处不在的水蒸气凝结成液态，进而化作倾盆大雨，大量的液态水落在地表，于低洼处形成越来越大的水坑，进而汇合成原始的海洋。这片原始的海洋大约只有今日海洋面积的 1/10，盐分也比今天稍低。 38.5 亿年前，地球迎来了新的浩劫——影响整个太阳系的陨石雨，当时太阳系内的主要行星都被砸得坑坑洼洼。如果你用望远镜观察月球，看看月亮表面那些至今残留的环形山，就可以体会一下当年陨石雨的猛烈。而这场星际“大雨”一下就是 0.5 亿年。 大家想象一下，地表火山喷发不断炽热的岩浆喷溅而出，火山灰被巨大的力量喷至数千米高；大气中密集的雨云相互摩擦产生巨量的闪电，裹挟着火山灰的雨水不停落下；高空中不停有陨石与大气摩擦，发出耀眼的光，拖着长长的尾巴： 冥古宙的地球 然而就是这地狱一般的环境，为生命的诞生打下了基础： 火山喷发不断把地幔内的元素带入大气层，雨云雷电的电能和彗星摩擦大气产生的热能促进大气中各种元素（主要是碳氢氮氧）的化合，最初的有机物就这样被合成出来了，包括氨基酸，嘌呤，嘧啶，核糖等，这些可以形成最初生命的物质被雨水带到地表，汇入彼时的原始海洋。因为氨基酸有特殊的鲜味，所以当年的海洋应该是一锅盐度低于今日海水，鲜味却很突出的原始浓汤。 而几十亿年后，人类用实验模型再现了原始地球有机物合成的过程——米勒 - 尤列实验。该实验由芝加哥大学的史坦利·米勒与加州大学圣地亚哥分校的哈罗德·尤列于 1953 年主导完成： 科学家在一侧烧瓶中加入纯水模拟并通过加热使其形成水蒸气进入电击室，电击室内预充了氨气、甲烷、氢气这些原始大气中广泛存在的气体，电击模拟原始地球大气中无处不在的闪电，最后反应气体通过冷凝管收集，模拟降温后的原始地球广泛降雨。冷凝液流入收集管（模拟原始海洋）。最后在收集管中科学家发现了多种脂肪酸、氨基酸和尿素、尿酸等复杂有机物。这个实验有力的验证了亚历山大·欧帕林与 J. B. S. 霍尔丹的生命起源学说。 为什么发现蛋白质引起这么大的关注 根据米勒 - 尤列实验，原始地球产生氨基酸的环境还会产生其他一些乱七八糟的有机分子，比如尿素、尿酸、脂肪酸。还有一些学者在此基础之上引入紫外线条件： 有人用紫外线或γ射线照射稀释的甲醛溶液获得了核糖和脱氧核糖； 用紫外线照射 HCN（氢氰酸）获得了腺嘌呤和鸟嘌呤； 用丙炔腈、氰化钾和水，在 100℃下加热一天得到了胞嘧啶； 将氨气、甲烷和水与聚磷酸加热到 100～140℃获得了尿嘧啶； 将腺嘌呤和核糖的稀溶液与磷酸或乙基偏磷酸盐放在一起，用紫外线照射，可生成腺苷； 将腺苷、乙基偏磷酸盐封入石英玻璃管中用紫外线照射，可产生腺苷酸（A）。 所以，只要有地壳元素、宇宙射线、紫外线、水、热能等等原始地球那种炼狱般的环境，假以时日就会产生氨基酸、核苷酸、脂质等一系列复杂的生物分子。 当年地球的原始海洋浓汤里就有氨基酸、核苷酸和脂质，大量来自大气，由电击和陨石 - 大气摩擦合成的简单小分子有机物第一次遇到了来自海洋的卤族元素（如氯溴碘）、硫、磷和其他金属元素化合物。在漫长的时间里，来自大气的有机物和来自海洋的各种盐发生复杂的化学反应。分子结构部逐渐复杂，功能逐渐丰富，最终在距今 36 亿年前的某一天，嘌呤、嘧啶、核糖、磷酸被组合出一类神奇的链状分子——DNA 和 RNA。这种分子甚至还和周围无处不在的氨基酸发生了“友善互动”——引导氨基酸分子团结起来，形成了蛋白质: 两坨蛋白质夹住一条 RNA，并以 RNA 序列为蓝本合成肽链 而有些蛋白质甚至可以帮助 DNA/RNA 更高效的复制。 DNA 合成酶在快速复制 DNA 再后来，DNA/RNA 和蛋白质的“协作社”被脂质双分子包裹起来就形成了最原始的单细胞生命，这大致发生于 36 亿年前。 所以，地外星体发现氨基酸，绝不仅仅是发现氨基酸这么简单。因为根据地球的“经验”，能够产生氨基酸的环境大概率也能产生核苷酸、脂肪酸。这些东西假以时日，在有充足液态水和地热能资源的地方就可以重现地球产生生命的全过程。 也就是说，地外星体发现了氨基酸，使地外生命存在的假说更加具有可能性。 地外发现氨基酸=地外有生命吗？ 地球从诞生到出现最早的生命跨越了大约十亿年的时间，在此期间，地球长时间保持着炼狱一样的环境。虽然用现在生命的角度来看，那种环境似乎对生命很不友好，但长时间的电闪雷鸣、火山喷发、小行星轰击和宇宙射线照射却为生命的诞生准备了充足的有机物原料。 同时，巨量的液态水形成海洋，在海底深处的热泉口，喷口中央可能是上千摄氏度的熔岩，外层固化的壳体可能也有几百摄氏度，而仅仅几厘米开外，温度就有可能降至对有机分子非常友好的温度。再往外几十厘米可能就是极度寒冷的冰水。 热泉口一刻不停的热量和物质交换催生了最早的细胞。 但是如果在此期间，某个巨大天体撞击或者地球轨道改变导致远离太阳，合成有机物的过程就会被打断。那么地球产生生命的过程就可能就要戛然而止，最后留下一些含有氨基酸甚至是核苷酸的岩石样本。如果此刻的地球陷入极度的寒冷，那么这些本可以创造生命的有机物将会和岩石标本被彻底“雪藏”，直到若干亿年后被某种高级生命发现。 “好可惜啊，这颗星球差一点就可以诞生生命了”。 阅读原文
